Áram-védőkapcsolók III.
2005/4. lapszám | netadmin | 8010 |
Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az áram-védőkapcsoló – jelen alkalmazásban – nem önálló érintésvédelmi mód, hanem a közvetett érintés elleni védelem kikapcsoló készüléke. Alkalmazása – az előző két cikkemben ismertetettekre hivatkozva – számos szempontból előnyös, jelen esetben arra kívánok rávilágítani, hogy a gyakorlati alkalmazása milyen követelményeket állít a méretezéssel, ellenőrzéssel szemben.
ÁVK alkalmazása TT-rendszerben
Tekintsünk egy egyszerű vizsgálódásra alkalmas áramkört (1. ábra), amely a közvetlenül földelt csillagpontú kisfeszültségű hálózati transzformátorból az ellátó vezetékből és egy védőföldeléssel ellátott fogyasztóból áll. Az egyszerű számíthatóság kedvéért legyen az üzemi földelés ellenállásának értéke: RÜ = 4?, a védőföldelés értéke pedig: RA = 6?. Keressünk választ a következő kérdésekre. Mekkora a testzárlatkor fellépő hibaáram értéke? Mekkora az érintési feszültség értéke? Milyen érzékenységű ÁVK beépítése lenne szükséges, hogy a fogyasztón a megengedett érintési feszültség értékét ( UL =50V ) meghaladó érintési feszültség fellépése esetén a hibás áramkört biztosan lekapcsolja az ÁVK a táplálásról? Az 1. ábra áramkörét vizsgálva megállapítható, hogy az áramkör áramát a földelési ellenállások határozzák meg, a transzformátor, illetve a vezetékek ellenállása a földelési ellenállások mellett elhanyagolható. Így a testzárlatos áramkör hibaárama:
A hiba esetén fellépő érintési feszültség:
Az ÁVK szükséges kioldó árama, mely 50V-ot meghaladó érintési feszültség hatására lekapcsolja a testzárlatos berendezést:
Már ebből is látható – miután a gyakorlatban alkalmazott ÁVK-k névleges különbözeti kioldó árama (30 mA, 300mA, 1A) jóval kisebb a számított szükséges értéknél -, hogy az ÁVK biztos megfelel.
Fogalmazzuk a gyakorlati méretezésnél megszokottak szerint a kérdést, azaz mekkora földelési ellenállást kell készítenünk az előző áramkör fogyasztója számára, ha például a betáplálásban 300 mA-es névleges különbözeti kioldó áramú ÁVK-t építünk be (2. ábra)?
A védőföldelés ellenállásának megengedett legnagyobb értéke:
A szabvány előírásainak megfelelően kivitelezett földelő földelési szétterjedési ellenállása legfeljebb tízes nagyságrendbe esik (ohmtól néhányszor tíz ohmig), így bátran állítható, hogy a megfelelően kivitelezett TT rendszerű közvetett érintés elleni védelem ÁVK alkalmazása esetében – a normális, szokványos talajviszonyokat feltételezve – biztosan meg fog felelni a kívánalmaknak. (Még kedvezőbbek a viszonyok 100 mA-es, ill. 30 mA-es ÁVK alkalmazása esetén.)
(Az elmondottak nem jogosítanak fel természetesen a tervezői vagy a felülvizsgálói feladatok elhagyására, de ismeretük megnyugtató biztonságot kölcsönözhet az ÁVK-t alkalmazó, gyakorlati szakemberek számára!)
ÁVK alkalmazása TN-S rendszerben
TN-rendszerben a hurokimpedancia meghatározása jelenti a legtöbb gondot, különösen annak az áramszolgáltató hálózatát érintő adatszolgáltatása (transzformátor rövidzárási feszültség, -teljesítmény, -rövidzárási veszteség, szabadvezetéki hossz, keresztmetszet stb.). Ezért vizsgálódásunk esetére fogadjuk el azt a mérési eredményeken alapuló francia gyakorlatot, hogy testzárlat esetében a teljes hurokra jutó fázisfeszültség kb. 20 %-a jut az áramszolgáltatói hálózatra, és kb. 80 %-a fogyasztói hálózatrészre. Ennek elfogadása azért is kedvező, mert a fogyasztói hálózat többnyire kábellel, vagy szigetelt szabadvezetékkel, illetve szigetelt vezetékkel létesített, – a kis fázistávolságok, és a relatív kis keresztmetszetek miatt az ohmos ellenállás mellett a reaktancia elhanyagolható -, azaz a hurokimpedancia-rész helyett számolhatunk a hurokellenállás-résszel (Rhr). Testzárlat esetén a 0,8Uo feszültség a fogyasztói fázisvezető ellenállása (RL1), és a fogyasztói védővezető ellenállása (RPE) által meghatározott hibaáramot hajt át az áramkörön, amelynek a kikapcsoló eszköz kioldóáramánál nagyobbnak kell lennie, hogy a hibás berendezést kikapcsolja.
Az elmondottakat képletbe foglalva:
Ahol lmax a fogyasztó csatlakozási ponttól mért legnagyobb távolsága. Ha a fázisvezető illetve a védővezető keresztmetszet arányára – amely arány a legtöbb esetben m=1- bevezetünk egy tényezőt:
a fogyasztó csatlakozási ponttól mért legnagyobb távolságára – azaz arra a távolságra, ameddig a fogyasztó közvetett érintés elleni védelem szempontjából védettnek tekinthető – a következő összefüggést kapjuk:
Vizsgáljunk meg megint egy mintaáramkört az ÁVK alkalmazásának megítélésére (3. ábra). Réz huzalozást alapul véve legyen mind a fázisvezető, mind a védővezető keresztmetszete 10 mm2, a kismegszakító névleges árama legyen 50 A, és hordozható motoros fogyasztókat feltételezve a kioldóáramot – ?=10-es kioldási szorzóval számolva – vegyük 500 A-re.
Ezek után vizsgáljuk meg, hogy milyen messze lehetnek a fogyasztók a csatlakozási ponttól, ha az érintésvédelmi kikapcsolást a túláramvédelmi készülékre, azaz a kismegszakítóra bízzuk?
Természetesen ez a 100 méteres távolság vezetékhosszban értendő.
Hogyan változik a közvetett érintés elleni védelem biztonsága – azaz milyen távoli készülék tekinthető védettnek – ha az érintésvédelmi célú kikapcsolást ÁVK-ra bízzuk. Azaz a betáplálásba helyezzünk el mondjuk egy 300 mA névleges kioldó áramú ÁVK-t (3. ábra). A legtávolabbi fogyasztó:
azaz, több mint 100 kilométerre lehet. A kapott eredményt értékelve elmondható, hogy a megfelelően kivitelezett TN-S rendszerű közvetett érintés elleni védelem ÁVK alkalmazása esetében biztosan meg fog felelni a kívánalmaknak. (Az elmondottak nem jogosítanak fel természetesen a tervezői vagy a felülvizsgálói feladatok elhagyására, de ismeretük megnyugtató biztonságot kölcsönözhet az ÁVK-t alkalmazó, gyakorlati szakemberek számára!) A TN-S rendszerre levont következtetések minden további nélkül érvényesek a TN-C-S rendszerek S részére. A rendszer C részében – a PEN vezető jelenléte miatt – ÁVK nem alkalmazható!
